L impianto chimico interconnesso

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1 L impianto chimico interconnesso Un sistema DCS e informativo moderno per migliorare l utilizzo degli asset, ridurre i costi di assistenza e limitare i rischi

2 Asset obsolescenti causano limitazioni La costruzione di nuovi impianti chimici richiede tecnologie che consentano di sfruttare al massimo gli asset esistenti, contribuendo al tempo stesso a ridurre i rischi per la sicurezza e la qualità. Nel frattempo, gli impianti attivi ormai da decenni si trovano a dover affrontare una lunga serie di sfide: Tecnologie di automazione obsolete e poco flessibili I sistemi di controllo distribuiti (DCS, PLC ed ESD) obsoleti sono maggiormente soggetti a guasti e richiedono tempi medi di riparazione (MTTR) prolungati. Questo può determinare un aumento sia dei fermi macchina non pianificati che dei costi di assistenza. La mancanza di flessibilità può ridurre l utilizzo degli asset e aumentare i costi limitando la capacità di ottimizzare la produzione e apportare modifiche ai processi per la realizzazione di nuovi prodotti. Limitata visibilità delle prestazioni fornite dagli asset critici La scarsa visibilità delle prestazioni fornite dagli asset critici può ostacolare l identificazione anticipata dei problemi, determinando un aumento dei fermi macchina non pianificati. Ne risulta una limitata capacità da parte degli operatori di ottimizzare gli asset e identificare fonti di variazione, con una conseguente riduzione della produttività e della qualità. Tale limitazione influenza anche la capacità del managment di prendere decisioni aziendali strategiche riguardanti la capacità e le prestazioni da impianto a impianto o da sito a sito. Assenza di standard di automazione e piani di automazione pluriennali La mancanza di standard e piani di automazione pluriennali può aumentare la complessità e il costo delle attività operative, di manutenzione e di assistenza. Può inoltre incrementare le spese di capitale e il Time-to-Market, dal momento che strutture e standard devono essere definiti e ricreati per ciascun progetto. Qualunque sia l obiettivo stabilito, l apertura di un nuovo impianto o l ammodernamento di un impianto obsolescente, i produttori chimici devono investire prioritariamente in tecnologie in grado di offrire il massimo ritorno sull investimento (ROI) per risolvere le sfide aziendali più urgenti. Inoltre, le attuali tecnologie di automazione intelligenti richiedono ai produttori la capacità di affrontare le sfide dell integrazione di sistemi IT (Information Technology) e OT (Operations Technology) assicurando la protezione da minacce esterne alla sicurezza informatica. Oltre al problema delle infrastrutture obsolescenti, i produttori chimici devono affrontare: Ridotta disponibilità di forza lavoro specializzata Maggiori requisiti di conformità Crescenti rischi per la sicurezza Elevati costi energetici e di produzione L impianto chimico interconnesso 2

3 Aumento della produzione e riduzione dei rischi Le tecnologie utilizzate in un impianto chimico interconnesso, di gran lunga superiori rispetto a quelle disponibili appena 10 anni fa, possono aiutare i produttori del settore a raggiungere diversi obiettivi: Integrare sistemi IT e OT che in passato erano separati per fornire dati in tempo reale ai rispettivi responsabili dei processi decisionali. Assicurare connettività ottimale tra tutti i processi, le persone e le tecnologie. Trasformare i dati in informazioni fruibili e finora sconosciute. Colmare il gap conoscitivo della forza lavoro utilizzando la tecnologia per contestualizzare e presentare informazioni in maniera intuitiva alla nuova generazione di operatori. Da dove iniziare? Molti produttori chimici sono entusiasti all idea di realizzare un impianto chimico interconnesso, ma non sanno esattamente da dove cominciare. Spesso il punto migliore per iniziare è l infrastruttura informativa e di automazione. Pur rappresentando una piccola parte dell investimento necessario per un impianto, esercita tuttavia un notevole impatto sulla capacità di aumentare la competitività e raggiungere obiettivi aziendali. Questo approccio alla produzione chimica, interconnesso e basato sulle informazioni, è definito impianto chimico interconnesso. Oltre a promuovere la sostituzione di sistemi obsoleti, questo approccio offre opportunità nuove e pressoché illimitate per monitorare e ottimizzare le prestazioni della produzione attraverso informazioni specifiche in tempo reale. Le quattro principali opportunità offerte ai produttori chimici sono: Ottimizzazione dell utilizzo degli asset Miglioramento della flessibilità operativa Riduzione dei rischi per la sicurezza e la conformità Miglioramento delle attività di assistenza e manutenzione Una soluzione DCS e informativa moderna crea le basi per una connettività ottimale e una condivisione delle informazioni in tempo reale. Consente ai produttori chimici di avvalersi di altre tecnologie basate sulle informazioni, come le tecnologie di analisi di processo e manutenzione, il controllo di potenza integrato con connettività ai dispositivi IED (Intelligent Electrical Devices), strumenti e skid intelligenti. Inoltre, grazie a una solida base e all integrazione nei dispositivi intelligenti disponibili, è possibile distribuire strumenti di analisi per incrementare ulteriormente le prestazioni degli asset. Utilizando la digitalizzazione per integrare i sistemi gestionali e quelli di produzione, ottimizzare l impatto della produzione e ridefinire i processi, le aziende chimiche sono in grado di recuperare fino al 25% della loro capacità Chemical Industry Trends, PwC, 2017 Grazie all automazione del processo, lo stesso operatore è diventato più produttivo. Siamo in grado di stabilire rapidamente se è necessario apportare una modifica in un batch e quindi procediamo subito. - Addetto integrazione di sistemi, produttore del settore alimentare L impianto chimico interconnesso 3

4 Aumento dell utilizzo degli asset L ottimizzazione dell utilizzo degli asset passa per la capacità di misurare le prestazioni degli asset e di identificare i problemi di produzione in tempo reale. Un sistema DCS moderno integra tutti gli aspetti informativi e di automazione in una singola infrastruttura per l intero impianto. Essendo basato su standard di comunicazione aperti e sull utilizzo di EtherNet/IP come dorsale, tale sistema è in grado di fornire informazioni immediatamente disponibili in tutto l ambiente IT/OT, in maniera personalizzata in base alle esigenze del consumatore. I produttori chimici possono così accedere ai dati da un numero crescente di dispositivi intelligenti o IIoT, oltre che da sistemi di terze parti, per monitorare e misurare praticamente tutti gli aspetti delle operazioni eseguite. I sistemi per il controllo di potenza integrati sono in grado di acquisire dati elettrici da asset di produzione obsolescenti per monitorare le prestazioni e contribuire a ridurre i fermi macchina imprevisti. Questi dati consentono ai produttori di comprendere meglio il sistema di distribuzione elettrica e le prestazioni degli asset motorizzati. Tali dati possono essere utilizzati anche per programmare interventi di riparazione o manutenzione durante i tempi di cambio produzione o i fermi macchina pianificati, evitando approcci wait to fail azzardati o attività di manutenzione superflue per eccesso di prudenza. I dati possono essere inoltre utilizzati per monitorare più attentamente e ottimizzare il consumo energetico degli asset. Se queste funzionalità di base sono disponibili, i produttori chimici possono iniziare a sperimentare l utilizzo di strumenti di controllo e analisi avanzati per aumentare ulteriormente l utilizzo degli asset. Ad esempio, le apparecchiature autoconsapevoli e gli skid collaborativi, come turbine, caldaie, compressori o pompe, possono funzionare con un intervento umano minimo per evitare incidenti e fermi macchina, aumentare la produttività e ridurre il consumo energetico. Produttività dei sistemi DCS Per un nuovo impianto di produzione di sostanze chimiche, uno dei principali produttori di erbicidi ha utilizzato una moderna soluzione DCS per automatizzare processi finora manuali e migliorare la visibilità del processo di produzione. L adozione di un approccio integrato in fatto di controllo e informazioni ha consentito all azienda di incrementare la produttività del 166% rispetto all impianto precedente. Risultati operativi Una moderna soluzione DCS e sistemi di controllo di potenza integrati sono gli strumenti indispensabili per stimolare costantemente l impianto a raggiungere una serie di obiettivi aziendali, tra cui la riduzione dei costi, la diminuzione delle emissioni e un aumento consistente della qualità e della produzione. Altri vantaggi derivanti dall aggiunta di un livello di intelligence ai sistemi di automazione di base sono: Riduzione della variabilità della qualità dei prodotti fino al 75% Riduzione di consumi energetici specifici fino al 20% Aumento della produttività fino al 25% Massimizzazione del rendimento dei processi L impianto chimico interconnesso 4

5 Miglioramento della flessibilità operativa Nelle aziende di produzione batch basate su processi manuali e con vari sistemi di controllo, la durata dei cicli può essere lunga e la qualità dei prodotti non uniforme. Un impianto chimico interconnesso è in grado di migliorare la flessibilità e l efficienza della produzione batch consentendo agli operatori di apportare modifiche con maggiore facilità e di mettere in produzione nuovi prodotti più rapidamente. I produttori chimici possono ad esempio utilizzare una moderna soluzione DCS con un sistema MES (Manufacturing Execution System) per: Automatizzare l intero processo di gestione degli ordini di lavoro previsto da un sistema ERP, recuperando le ricette appropriate per tali ordini e fornendo le corrispondenti istruzioni di lavoro al personale operativo. Ridurre in modo significativo i tempi necessari per le procedure di registrazione manuale dei dati per scopi contabili e di conformità. Gestire la qualità di batch diversi controllando le attività degli operatori e verificando che siano state seguite le procedure prescritte. Avere a disposizione terminali interconnessi ci consente di rispondere più rapidamente alle mutevoli condizioni del mercato senza dover modificare la modalità di gestione dei terminali. - Responsabile infrastruttura per un operatore di grandi dimensioni nell ambito degli impianti di stoccaggio di liquidi sfusi La scalabilità della soluzione DCS PlantPAx di Rockwell Automation ci consentirà di ampliare il sistema parallelamente alla crescita delle attività. - Responsabile progetti di automazione Gli operatori che utilizzano interfacce ad alte prestazioni, raccolta di dati storici, monitoraggio degli indici di prestazione (KPI) e confronti con un cosiddetto golden batch possono controllare il flusso di materie prime e prendere decisioni in tempo reale. Tutto ciò contribuisce a migliorare la qualità e la durata dei cicli batch e a ridurre i costi e gli sprechi. I responsabili operativi possono monitorare le prestazioni della produzione rispetto agli obiettivi prestabiliti e ottimizzare la produzione stessa in vista di ordini futuri. L impianto chimico interconnesso 5

6 Riduzione dei rischi per la sicurezza e la compatibilità I numerosi rischi a livello operativo e normativo che i produttori chimici si trovano ad affrontare nello svolgimento delle loro attività sono più facilmente comprensibili e gestibili all interno di un impianto chimico interconnesso. SICUREZZA DEI PROCESSI La protezione delle persone, degli asset e dell ambiente è il principale obiettivo di qualsiasi produttore chimico. Comprendere come identificare i pericoli, applicare i livelli di protezione in modo adeguato e gestire i cicli di vita può rivelarsi estremamente complesso. È quindi necessario ricorrere a personale esperto che abbia familiarità con i requisiti, gli standard normativi e con le tecnologie di controllo dei processi. Qualunque sia l obiettivo perseguito, la costruzione di un impianto completamente nuovo o l ammodernamento di una struttura esistente, è fondamentale comprendere i criteri di gestione della sicurezza dei processi (PSM). Solo il 52 percento dei dirigenti di aziende di produzione avanzate crede che i propri asset siano protetti da minacce esterne. - Digital Transformation: Are Chemical Enterprises Ready? Deloitte, gennaio 2017 I sistemi strumentati di sicurezza (SIS) scalabili consentono ai produttori chimici di applicare il livello di protezione appropriato per soddisfare gli specifici requisiti di riduzione dei rischi. Le soluzioni SIS preconfigurate disponibili consentono di ridurre i tempi di risposta e di semplificare le distribuzioni qualora sia necessario sostituire sistemi di sicurezza obsolescenti o non conformi. Se non è disponibile personale specializzato interno, molti produttori chimici si rivolgono a fornitori di sistemi di automazione in grado di offrire una gamma completa di servizi di sicurezza, tra cui: Valutazioni dei rischi e audit di conformità Progettazione della sicurezza Assistenza per l installazione e la validazione Assistenza per l integrazione e l avvio Consulenza in materia di conformità Formazione su standard e prodotti di sicurezza Formazione per l ottenimento della certificazione TüV L impianto chimico interconnesso 6

7 Riduzione dei rischi per la sicurezza e la compatibilità CONFORMITÀ Oltre a essere conformi agli standard e alle normative di sicurezza, le attività dell industria chimica devono soddisfare rigorose normative ambientali. Con un moderno sistema DCS, sensori virtuali e software di visualizzazione, gli operatori possono monitorare il flusso delle sostanze chimiche e controllare le emissioni, come scarichi e rilasci, anche in aree in cui risulta complesso effettuare misurazioni. Queste informazioni consentono di creare report di conformità automatizzati e procedure di revisione per eccezioni per velocizzare il Time-to-Market. Tali informazioni possono essere utilizzate anche per notificare agli enti competenti la potenziale presenza di rilasci pericolosi. Solo il 52 percento dei dirigenti di aziende di produzione avanzate crede che i propri asset siano protetti da minacce esterne. - Digital Transformation: Are Chemical Enterprises Ready? Deloitte, gennaio 2017 SICUREZZA INFORMATICA Sebbene l uso di dispositivi basati sulle informazioni e l integrazione di sistemi IT e OT siano ormai elementi imprescindibili per competere nell economia moderna, l adozione di queste tecnologie può aumentare i rischi per la sicurezza informatica. Per proteggere la proprietà intellettuale, le persone e gli asset, i produttori chimici devono adottare un approccio alla sicurezza completo e basato su più livelli. L approccio di difesa in profondità, basato sul presupposto che qualsiasi misura di sicurezza possa essere elusa, utilizza diversi fronti di protezione. Una strategia di sicurezza basata sull approccio di difesa in profondità deve prendere di mira i rischi a sei diversi livelli: PROCEDURE FISICO RETE COMPUTER APPLICAZIONE DISPOSITIVO Quando non sono disponibili esperti all interno dell azienda, molti produttori si rivolgono a fornitori di sistemi di automazione di fiducia per soddisfare le proprie esigenze di sicurezza attraverso l introduzione di best practice, valutazioni di sicurezza, corsi di formazione e certificazione e attività di monitoraggio specifiche. L impianto chimico interconnesso 7

8 Miglioramento delle attività di assistenza e manutenzione Sostituire tecnologia di automazione obsoleta con tecnologia moderna riduce il rischio di non essere in grado di riparare asset indispensabili o trovare ricambi. L impianto chimico interconnesso con tecnologia moderna offre ai produttori anche sistemi aperti con opzioni di gestione del ciclo di vita che consentono di ridurre il rischio e le spese operative. MANUTENZIONE SEMPLIFICATA SUPPORTO DA REMOTO Molti produttori fanno fatica ad assicurare la necessaria In un impianto chimico interconnesso i produttori possono assistenza a un mix di tecnologie di automazione acquistate ridefinire le basi del servizio di assistenza. da più fornitori e modificate a più riprese nel corso di molti anni. Anziché fornire esperti on-site o spedirli in un impianto in cui si Standardizzare o consolidare queste tecnologie per la creazione è verificato un guasto, i produttori possono utilizzare sistemi di di un impianto chimico interconnesso può contribuire a accesso remoto per offrire assistenza in tempo quasi reale da ridurre il numero di sistemi con cui i tecnici della manutenzione una posizione centralizzata. In questo modo, è possibile rafforzare e i team di assistenza sono costretti ad acquisire familiarità. e incrementare in modo significativo l efficacia delle limitate risorse In questo modo è possibile accelerare gli interventi di ricerca esperte disponibili internamente e spesso dislocate in luoghi guasti e riparazione, riducendo il tempo medio di riparazione geograficamente distanti. Alcuni produttori con risorse limitate (MTTR), i fermi macchina non pianificati, il numero di corsi di ricorrono a servizi di monitoraggio remoto e assistenza di terze formazione necessari per gli operatori e i costi di assistenza. La parti per controllare le prestazioni della produzione in tempo possibilità di acquisire e conservare informazioni sulle attività reale e inviare avvisi in caso di problemi. di manutenzione può inoltre aiutare le aziende a preservare Tutte queste funzionalità potrebbero rivelarsi particolarmente le conoscenze storiche fondamentali prima che vadano utili negli anni a venire poiché l industria chimica si trova perdute con l uscita di scena dei lavoratori più anziani. ad affrontare un periodo di crescente carenza di personale qualificato. *Fonte: The Talent Imperative in the Global Chemical Industry, Deloitte, settembre 2015 A seguito dell aggiornamento del sistema di controllo, ho appreso con grande stupore che l elenco di ricambi consigliati per il [nuovo] hardware è solo un terzo rispetto ai componenti del sistema di controllo precedente, sia per quanto riguarda il numero di elementi che in termini di costi. - Responsabile manutenzione, produttore di etanolo Entro i prossimi 10 anni il 23% della forza lavoro impiegata nell industria chimica avrà maturato il diritto alla pensione* L impianto chimico interconnesso 8

9 Trasformazione della produzione chimica Un impianto chimico interconnesso presenta un modo completamente nuovo di fare impresa. Consente ai produttori di affrancarsi dai vincoli imposti da apparecchiature obsolete, ma è anche in grado di trasformare la produzione chimica grazie a: Informazioni in tempo reale su utilizzo degli asset, fermi macchina, qualità dei prodotti e tempi di cambio produzione per stimolare miglioramenti continui. Una maggiore comprensione dei rischi per la sicurezza, l ambiente e la qualità. Attività di ricerca guasti e manutenzione semplificate per ridurre i fermi macchina e i costi di assistenza. Opportunità strategiche per affrontare la carenza di personale qualificato, ad esempio attraverso l utilizzo del monitoraggio e del supporto da remoto. Nuove informazioni sui consumi energetici per stimolare modalità operative più sostenibili. Per ulteriori informazioni sulla creazione dell impianto chimico interconnesso, visitare la home page Soluzioni di processo oppure contattare il rappresentante locale. Allen Bradley, LISTEN.THINK.SOLVE, Rockwell Software e PlantPAx sono marchi commerciali di Rockwell Automation, Inc. EtherNet/IP è un marchio commerciale di ODVA Inc. lautomation.com Power, Control and Information Solutions Headquarters Americhe: Rockwell Automation, 1201 South Second Street, Milwaukee, WI , USA, Tel: , Fax: Europa/Medio Oriente/Africa: Rockwell Automation NV, Pegasus Park, De Kleetlaan 12a, 1831 Diegem, Belgio, Tel: , Fax: Asia: Rockwell Automation, Level 14, Core F, Cyberport 3, 100 Cyberport Road, Hong Kong, Tel: , Fax: Italia: Rockwell Automation S.r.l., Via Gallarate 215, Milano, Tel: , Fax: , Svizzera: Rockwell Automation AG, Via Cantonale 27, 6928 Manno, Tel: , Fax: , Customer Service: Tel: Pubblicazione CHEM-SP001B-IT-P - Ottobre Rockwell Automation, Inc. Tutti i diritti riservati.